Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Расчет нагрузки на отопление

Содержание

Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.

Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: «Расчет объема системы отопления, включая радиаторы «). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению.
Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:

  • Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) — 0,45 литра
  • Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
  • Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) — 0,177 литра
  • Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) — 0,8 литра

Расход теплоносителя в системе отопления можно примерно подсчитать и без суммирования. Можно просто исходить из мощности отопительной системы. Для расчёта используют соотношение, что отопительной системе для передачи одного килоВатта тепла понадобится 15 литров неплоносителя. Нетрудно подсчитать, что для отопительной системы мощностью 75 килоВатт понадобится 75х15=1125 литров теплоносителя. Ещё раз – этот метод приблизительный и не даёт точного объёма. Читайте также: «Как рассчитать систему отопления «.

Нам недостаточно подсчитать расход теплоносителя – формула для вычисления объёма расширительного бака также совершенно необходима.
Мало просто просуммировать объёмы составляющих теплосети (радиаторов, котла и трубопроводов). Дело в том, что в процессе нагревания исходной объём жидкости существенно изменяется, а следовательно возрастает давление. Для того, чтобы его скомпенсировать, применяют так называемые расширительные баки.

Их объём вычисляется с использованием следующих показателей и коэффициентов:

Е — так называемый коэффициент расширения жидкости (исчисляется в процентах). Для разных теплоносителей он разный. Для воды он составляет 4%, для антифриза на базе этиленгликоля — 4,4 %.

d — коэффициент эффективности расширительного бака
VS – расчетный расход теплоносителя (просуммированный объём всех составляющих системы теплоснабжения)
V – результат вычисления. Объём расширительного бака.

Формула для расчета — V = (VS x E)/d

Расчет теплоносителя в системе отопления выполнен – пора заливать!

Существуют два варианта заполнения системы, в зависимости от её конструкции:

  • Заливка «самотёком» — в высшей точке системы в отверстие вставляется воронка, через которую постепенно заливается теплоноситель. Нужно не забыть в нижней точке системы открыть кран и подставить какую-то ёмкость.
  • Принудительная закачка с помощью насоса. Подойдет практически любой электрический насос малой мощности. В процессе заполнения следует контролировать показания манометра, дабы не переборщить с давлением. Очень желательно не забыть открыть воздушные клапаны на батареях.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

  • S – поперечное сечение;
  • π – постоянная константа, равная 3,14;
  • R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

  • V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
  • V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
  • K – коэффициент расширения;
  • D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

  • чугунные – 1,5 л на секцию;
  • биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
  • алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность.

Необходимсоть вычисления отопления

Пример сложной системы отопления дома

Сначала следует определиться с актуальностью расчета объема воды в системе отопления или этого же показателя для батарей и расширительного бака. Ведь можно установить эти компоненты без сложных операций, руководствуясь только личным опытом и советами профессионалов.

Работа любой системы отопления сопряжена с постоянным изменением показателей теплоносителя – температуры и давления в трубах. Поэтому расчет отопления по объему здания позволит правильно укомплектовать теплоснабжение, исходя из характеристик дома. Кроме этого следует учитывать прямую зависимость эффективности работы от текущих паромеров. Так как рассчитать объем воды в системе отопления можно самостоятельно – эту процедуру рекомендуется выполнять во избежание появления следующих ситуаций:

  • Неправильный фактический тепловой режим работы, который не соответствует расчетному;
  • Неравномерное распределение тепла по отопительным приборам;
  • Возникновение аварийных ситуаций. Ведь как рассчитать объем расширительного бака для отопления, если не будет известен общая вместимость трубопроводов и батарей.

Для минимизации появления этих ситуаций следует своевременно рассчитать объем системы отопления и ее компонентов.

Вычисления параметров теплоснабжения выполняются еще перед монтажными работами. Они служат основой для подбора комплектующих.

Расчет объема теплоносителя в трубах и котле

Компоненты отопительной системы

Отправной точкой для вычисления технических характеристик компонентов является расчет объем воды в системе отопления. Фактически она является суммой вместимости всех элементов, начиная от теплообменника котла и заканчивая батареями.

Как рассчитать объем системы отопления самостоятельно, без привлечения специалистов или использования специальных программ? Для этого понадобиться схема расположения компонентов и их габаритные характеристики. Общая вместимость системы будет определяться именно этими параметрами.

Объём воды в трубопроводе

Значительная часть воды располагается в трубопроводах. Они занимают большую часть в схеме теплоснабжения. Как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления, и какие характеристики труб нужно знать для этого? Важнейшей из них является диаметр магистрали. Именно он определит вместимость воды в трубах. Для вычисления достаточно взять данные из таблицы.

В отопительной системе могут быть использованы трубы различных диаметров. В особенности это касается коллекторных схем. Поэтому объем воды в системе отопления вычисляется по следующей формуле:

Vобщ=Vтр1*Lтр1+ Vтр2*Lтр2+ Vтр2*Lтр2…

Где Vобщ – общая вместимость воды в трубопроводах, л, Vтр – объем теплоносителя в 1 м.п. трубы определенного диаметра, Lтр — общая протяженность магистрали с заданным сечением.

В сумме эти данные позволят рассчитать большую часть объема системы отопления. Но помимо труб есть и другие компоненты теплоснабжения.

У пластиковых труб диаметр вычисляется по размерам внешних стенок, а у металлических — по внутренним. Это может существенно для тепловых систем с большой протяженностью.

Расчет объема котла отопления

Теплообменник котла отопления

Корректный объем котла отопления можно узнать только из данных технического паспорта. Каждая модель этого отопительного прибора имеет свои уникальные характеристики, которые зачастую не повторяются.

Напольный котел может иметь большие габариты. В особенности это касается твердотопливных моделей. По факту теплоноситель занимает не весь объем котла отопления, а лишь небольшую его часть. Вся жидкость располагается в теплообменнике – конструкции, необходимой для передачи тепловой энергии от зоны сгорания топлива воде.

Если инструкция от отопительного оборудования была утеряна — для просчетов может быть взята ориентировочная вместимость теплообменника. Она зависит от мощности и модели котла:

  • Напольные модели могут вмещать от 10 до 25 литров воды. В среднем твердотопливный котел мощностью 24 кВт содержит в теплообменнике около 20 л. теплоносителя;
  • Настенные газовые менее вместительны – от 3 до 7 л.

Учитывая параметры для расчета объема теплоносителя в системе отопления вместимостью теплообменника котла можно пренебречь. Этот показатель варьируется от 1% до 3% от общего объема теплоснабжения частного дома.

Без периодической очистки отопления уменьшается сечение труб и проходной диаметр батарей. Это сказывается на фактической вместимости отопительной системы.

Расчет объёма расширительного бака отопления

Конструкция расширительного бака

Для безопасной работы отопительной системы необходима установка специального оборудования – воздухоотводчика, спускного клапана и расширительного бака. Последний предназначен для компенсации теплового расширения горячей воды и уменьшения критического давления до нормальных показателей.

Бак закрытого типа

Фактический объем расширительного бака для системы отопления — величина не постоянная. Это объясняется его конструкцией. Для закрытых схем теплоснабжения устанавливают мембранные модели, разделенные на две камеры. Одна из них заполнена воздухом с определенным показателем давления. Он должен быть меньше критического для отопительной системы на 10% -15%. Вторая часть заполняется водой из патрубка, подключенного к магистрали.

Для расчета объема расширительного бака в отопительной системе нужно узнать коэффициент его заполнения (Кзап). Эту величину можно взять из данных таблицы:

Таблица коэффициента заполнения расширительного бака

Помимо этого показателя потребуется определить дополнительные:

  • Нормированный коэффициент теплового расширения воды при температуре +85°С, Е – 0,034;
  • Общий объем воды в отопительной системе, С;
  • Начальное (Рмин ) и максимальное (Рмакс ) давление в трубах.

Дальнейшие вычисления объема расширительного бака для системы отопления выполняются по формуле:

Если в теплоснабжении используется антифриз или другая незамерзающая жидкость – значение коэффициента расширения будет больше на 10-15%. Согласно этой методике можно с большой точность рассчитать вместимость расширительного бака в отопительной системе.

Объем расширительного бака не может входить в общий теплоснабжения. Это зависимые величины, которые рассчитываются в строгой очередности – сначала отопление, а уже потом расширительный бак.

Открытый расширительный бачок

Открытый расширительный бак

Для вычисления объема открытого расширительного бака в системе отопления можно воспользоваться менее трудоемкой методикой. К нему предъявляются меньшие требования, так как фактически он необходим для контроля уровня теплоносителя.

Главной величиной является температурное расширение воды по мере повышения ее степени нагрева. Этот показатель равен 0,3% на каждые +10°С. Зная общий объем отопительной системы и тепловой режим работы можно вычислить максимальный объем бака. При этом следует помнить, он может быть заполнен теплоносителем только на 2/3. Предположим, что вместимость труб и радиаторов составляет 450 л, а максимальная температура равна +90°С. Тогда рекомендуемый объем расширительного бака вычисляется по следующей формуле:

Полученный результат рекомендуется увеличить на 10-15%. Это связанно в возможными изменениями общего расчет объема воды в системе отопления при установке дополнительных батарей и радиаторов.

Если открытый расширительный бак выполняет функции контроля уровня теплоносителя – максимальный уровень его заполнения определяется установленным дополнительным боковым патрубком.

Расчёт объёма радиаторов и батарей отопления

Биметаллический радиатор отопления в разрезе

Для выполнения точного вычисления необходимо знать объём воды в радиаторе отопления. Этот показатель напрямую зависит от конструкции компонента, а также его геометрических параметров.

Также как и при вычислении объема отопительного котла, жидкость заполоняет не весь объем радиатора или батареи. Для этого в конструкции есть специальные каналы, по которым протекает теплоноситель. Корректное вычисление объёма воды в радиаторе отопления может быть выполнено только после получения следующих параметров прибора:

  • Межосевое расстояние между прямыми и обратным трубопроводами в батареи. Оно может составлять 300, 350 или 500 мм;
  • Материал изготовления. В чугунных моделях наполнение горячей водой намного больше, чем в биметаллических или алюминиевых;
  • Количество секций в батареи.

Лучше всего узнать точный объём воды в отопительном радиаторе из технического паспорта. Но если такой возможности нет – можно взять в расчет примерные величины. Чем больше межосевое расстояние у батареи – тем больший объем теплоносителя в ней поместится.

Чугунные батареи, объем л.

Для расчета общего объема воды в системе отопления с панельными металлическими радиаторами следует узнать их тип. Их вместимость зависит от количества нагревательных плоскостей — от 1 до 2-х:

  • У 1 типа батареи на каждые 10 см приходится 0,25 объема теплоносителя;
  • Для 2 типа этот показатель увеличивается до 0,5 л на 10 см.

Полученный результат необходимо умножить на количество секций или общую протяженность радиатора (металлического).

Для правильного расчета объема отопительной системы отопления с дизайнерскими радиаторами нестандартной формы нельзя применять вышеописанную методику. Их объем моно узнать только у производителя или его официального представителя.

Расчет объема теплового аккумулятора

В некоторых отопительных системах устанавливаются вспомогательные элементы, которые также частично могут заполняться теплоносителем. Наиболее вместительным из них является тепловой аккумулятор.

Проблема в вычислении общего объема воды в отопительной системе вместе с этим компонентом заключается в конфигурации теплообменника. Фактически тепловой аккумулятор не заполняется горячей водой из системы – он служит для ее нагрева от имеющейся в нем жидкости. Для корректного расчета нужно знать конструкцию внутреннего трубопровода. Увы, но производители не всегда указывают тот параметр. Поэтому можно воспользоваться примерной методикой вычислений.

Перед установкой теплового аккумулятора его внутренний трубопровод заполняется водой. Ее количество рассчитывается самостоятельно и учитывается при вычислении общего объема отопления.

Если отопительная система модернизируется, устанавливаются новые радиаторы или трубы – необходимо выполнить дополнительный перерасчет ее общего объема. Для этого можно взять характеристики новых приборов и вычислить их вместимость по вышеописанным методикам.

В качестве примера можно ознакомиться с методикой расчета расширительного бака:

Теплоносителями для системы отопления могут выступать жидкости и газы.

Обычно в качестве теплоносителя для системы отопления частного дома или квартиры применяют воду, этилен- или пропиленгликоль.

Он должен отвечать определенным требованиям.

Расчет теплоносителя в системе отопления

Оно используется для передачи температуры в помещение посредством радиаторов. Для расчёта необходимо знать потребление котла, которое расходуется на обогрев одного литра воды.

Формула:

G = N / Q, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • Q — теплота, Дж/кг.

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Повторное заполнение труб требуется после ремонта или перестройки обвязки. Для этого находят количество воды, нужное системе.

Обычно достаточно собрать паспортные данные и сложить их. Но также можно найти его вручную. Для этого считают длину и сечение труб.

Числа перемножаются и добавляются к батареям. Объём секций радиатора составляет:

  • Алюминиевого, стального или сплава — 0,45 л.
  • Чугунного — 1,45 л.

А также есть формула, по которой можно примерно определить общее количество воды в обвязке:

V = N * VкВт, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • VкВт— объём, которого достаточно для передачи одного киловатта тепла, дм3.

Это позволяет посчитать только ориентировочное число, поэтому лучше свериться с документами.

Для полной картины также нужно посчитать объём воды, вмещаемой прочими компонентами обвязки: расширительным баком, насосом и т. д.

Внимание! Особенно важен бак: он компенсирует давление, которое повышается из-за расширения жидкости при нагреве.

В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

  • вода имеет коэффициент расширения 4%;

  • этиленгликоль — 4,5%;
  • прочие жидкости используются реже, поэтому данные следует искать в справочной таблице.

Формула для расчёта:

V = (Vs * E)/D, где:

  • E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
  • Vs — расчётный расход всей обвязки, м3.
  • D — эффективность бака, указанная в паспорте устройства.

Найдя эти значения, их нужно просуммировать. Обычно получается четыре показателя объёма: труб, радиаторов, нагревателя и бака.

При помощи полученных данных можно осуществить создание системы отопления и заполнить её водой. Процесс залива зависит от схемы:

  • «Самотёком» выполняется из высшей точки трубопровода: вставляют воронку и пускают жидкость. Это делают не спеша, равномерно. Предварительно внизу открывают кран, и подставляют ёмкость. Это помогает избежать образования воздушных пробок. Применяется, если отсутствует принудительный ток.
  • Принудительная — требует насоса. Подойдёт любой, хотя лучше использовать циркуляционный, который затем применяют в отоплении. В течение процесса нужно снимать показания манометра, чтобы избежать повышения давления. И также обязательно открывают воздушные клапаны, что помогает с выпуском газа.

Как посчитать минимальный расход теплоносителя

Вычисляются также, как затраты жидкости в час на обогрев помещений.

Его находят в перерыв между отопительными сезонами как число, зависящее от горячего водоснабжения. Существует две формулы, применяемых в расчётах.

Если в системе нет принудительной циркуляции ГВС, или она отключена из-за периодичности работы, то расчёт выполняют с учётом среднего расхода:

Gmin = $ * Qгср / , где:

Qгср — среднее значение теплоты, которое передаёт система за час работы в неотопительный сезон, Дж.

$ — коэффициент изменения расхода воды летом и зимой. Принимается соответственно равным 0,8 или 1,0.

Tп — температура в подаче.

Tоб3 — в обратке при параллельном подключении нагревателя.

C — теплоёмкость воды, принимают равной 10-3, Дж/°С.

Температуры принимают равными соответственно 70 и 30 градусам Цельсия.

Если есть принудительная циркуляция ГВС или с учётом нагрева воды ночью:

Gmin = Qцг / , где:

Qцг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

Значение этого показателя принимают равным (Kтп * Qгср) / (1 + Kтп), где Kтп — коэффициент потери тепла трубами, а Qгср — средний показатель расхода мощности на воду в час.

Tп — температура подачи.

Tоб6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента Kтпиз следующей таблицы:

Типы систем ГВС Потеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетей Без них
С изолированными стояками 0,15 0,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец 0,25 0,2
Без изоляции, но с сушилками 0,35 0,3

Важно! С расчётом минимального расхода можно ознакомиться подробнее в строительных нормах и правилах 2.04.01—85.

>Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как после расчетов заполнить систему.

Количество учитываемых параметров

При расчётах учитывают не только длину, сечение труб и количество секций радиатора, но также прочие используемые в обвязке элементы. Для вычислений следует пригласитьспециалиста по сантехнике, который поможет выбрать вид теплоносителя и, при необходимости, залить его.

Ни для кого не секрет, что источники тепла перманентно становятся дороже. Абсолютно в любом регионе России необходимо в зимний период отапливать коттедж. Каждый житель предпочитает получить информацию: как модернизировать систему отопления дома. Трудно вообразить существование проживающего в России без отопления жилища. На данном web ресурсе собрано множество разных отопительных комплексов жилища, использующих совершенно разные приемы производства обогрева. Указанные системы отопления рекомендуется использовать по отдельности или комбинировать.

СВОДЫ ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ

СП 41-101-95

ПРИЛОЖЕНИЕ 18

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГРАФИКОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТЕПЛОТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ У ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

А. Расчет графиков подачи теплоты в системы отопления в зависимости от погодных условий

Для промышленных и общественных зданий, при расчете теплопотерь, которых не учитываются бытовые тепловыделения, изменение подачи теплоты на отопление определяется по формуле ( рис. 1, линия 1 )

Популярные ответы

Методика расчета отопления дома

Расчет проводится отдельно для каждого помещения квартиры или дома.

1. Сначала для каждой комнаты нужно определить семь коэффициентов отопления (К1—К7)

Окна (К1).

  • Тройной стеклопакет — К1=0,85
  • Двойной стеклопакет — К1=1,0
  • Обычное (двойное) остекленение — К1=1,27

Стены (К2).

  • Хорошая изоляция — К2=0,85
  • Кирпич (2 крипича) или утеплитель (150 мм) — К3= 1,0
  • Плохая изоляция — К3=1,27

Соотношение площадей окон и пола (К3). При подсчете площади окок учитываются также наружные двери, если они не сделаный двойными и с теплоизоляцией.

  • 10% — К3=0,8
  • 20% — К3=0,9
  • 30% — К3=1,0
  • 40% — К3=1,1
  • 50% — К3=1,2

Температура снаружи помещения (К4). Берется минимальная температура, которая может держаться в вашей местности продолжительное время (3 суток подряд), и при которой хочется обеспечить комфортный микроклимат без применения дополнительных нагревательных приборов.

  • –10С — К4=0,7
  • –15С — K4=0,9
  • –20С — K4=1,1
  • –25С — K4=1,3
  • –35С — K4=1,5

Число стен выходящих наружу (K5).

  • Одна — K5=1,1
  • Две — K5=1,2
  • Три — K5=1,3
  • Четыре — K5=1,4

Тип помещения над рассчитываемым (K6)

  • Обогреваемое помещение — K6=0,8
  • Теплый чердак — K6=0,9
  • Холодный чердак — K6=1,0

Высота помещения (K7)

  • 2,5 м — K7=1,0
  • 3,0 м — K7=1,05
  • 3,5 м — K7=1,1
  • 4,0 м — K7=1,15
  • 4,5 м — K7=1,2

2. Теперь можно вычислить теплопотери помещения в ваттах (Q)

Q = (100 Вт/м 2 × S)×(К1×К2×К3×К4×К5×К6×К7),

где S — площадь помещения в квадратных метрах. Чтобы определить мощность радиаторов, устанавливаемых в комнате, нужно их этой мощности Q вычесть мощность постоянно работающих в помещении электроприборов, а также по 50 Вт за каждого постоянно присутствующего в помещении человека.

3. Теперь можно определить мощность требуемого газового котла

Если дом или квартира имеет собственный источник энергии для отопления (например, газовый котел), то его мощность берется как сумма можности радиаторов во всех помещениях (то есть, сумма теплопотерь минус энерговыделение постоянно работающей техники и постоянно присутствующих людей). К подсчитанной сумме надо добавить запас 30% который нужен для компенсации неточностей расчета и возможного снижения эффективности работы котла в промежутках между техническими осмотрами.

4. Упрощенный расчет

Можно применять упрощенный расчет, который проводится не по комнатам, а по этажам. Внутренними стенами в этом случае пренебрегают и считают весь этаж как одно помещение. Это позволяет оценить необходимую мощность котла, но не позволяет определить мощность радиаторов для каждого помещения.

  • buderus.narod.ru — здесь есть калькулятор, позволяющий рассчитать теплопотери помещения по этой методике
  • mastercity.ru — описание методики расчета
  • prorab.dp.ua — другая методика расчета отопления

Дополнительно в базе данных Генона:

Расчет системы отопления

Индивидуальная водяная отопительная система выступает как основной «обогреватель» помещений. Вместе с ней могут применяться нагревательные электроприборы, напольное отопление, инфракрасные и масляные обогреватели и т.п.

Продуктивность и прочность отопительной системы в основном зависят от того, правильный ли порядок расчета отопления, качественное ли отопительное оборудование, грамотно ли проделаны монтажные работы. Эксплуатировать систему также стоит, придерживаясь всех правил. Иначе она может функционировать не так, как ожидалось.

Расчет водяного отопления дома — это очень сложный и трудоемкий процесс во время проектирования системы отопления. От точности такого расчета зависит надежность и целесообразность работы всей отопительной системы здания.

Реконструкция жилого дома либо возведение новостроя должны проводиться соответственно проектным планам. К обязательному документу, который должен быть среди этих планов, относится расчет системы отопления, где указывается количество тепла, нужного для обогрева всех жилых помещений. На расчеты имеют влияние такие параметры:

  • материал, из которого построен дом;
  • размеры оконных проемов;
  • расположение окон относительно сторон света;
  • устройство напольного покрытия;
  • климатическая обстановка местности и т.п.

Правильно рассчитанная инженерная документация отопительной системы с огромным числом формул и значений в большинстве своем недоступна к пониманию рядового человека. Вот почему была разработана упрощенная методика расчета систем отопления, которая значительно облегчает установку системы даже в условиях самостоятельно монтажа. В первую очередь, моделирование отопительной системы это:

  • определение мощности котла;
  • подбор мощности радиатора отдельно для каждого помещения.

Аспекты, которые необходимо учесть, выбирая котел

Генератором тепла индивидуальной отопительной системы является котел. Данный вид оборудования бывает:

  • электрическим;
  • газовым;
  • комбинированным.
  • жидкотопливным;
  • твердотопливным.

Чтобы выбрать необходимый котел, необходимо учесть следующее:

  • легкость в эксплуатации;
  • теплоотдачу;
  • топливо, преимущественно используемое в месте проживания.

Электрокотлы менее востребованы по причине дороговизны электроэнергии, а также изношенности электросетей. Сегодня существует более упрощенный способ расчета электрического отопления. который позволяет получить необходимые для выбора мощности самой системы данные.

Жидкотопливные котлы не отличаются экологичностью. Котлы, работающие на твердом топливе, достаточно хлопотные в эксплуатации, поскольку нужно постоянное нахождение человека воле такого агрегата. Комбинированные котлы не настолько распространены, хотя обладают отличными характеристиками: могут работать как на твердом или жидком топливе, так и на газе либо электроэнергии.

Наиболее распространены газовые котлы. Да и если к дому подведен газ, то не имеет смысла думать о каком-либо другом типе отопительного оборудования. Также подобный тип отличается своими эксплуатационными характеристиками и экономичностью. Это суждение может подтвердить расчет газового отопления, если его, к примеру, сравнить с расчетом иного вида отопления. Для нынешних газовых котлов характерна повышенная безопасность, являющаяся немаловажным аргументом в свою пользу. Отличительными чертами газового отопления есть:

  • высокое КПД газового оборудования (до 95%);
  • экономия средств на оплате газа.

Методика расчета отопления включает не только котел и радиатор, но и расчеты насоса, трубопроводов, средств автоматики, регулирующих приборов, теплоносителя и многое другое.

Как рассчитать мощность отопительного котла

Основы расчета систем отопления включают в себя важный показатель – определение мощности котла. Данный параметр самым прямым образом влияет на производительность отопительной системы, что позволяет обеспечить оптимальные температурные условия в помещении. При недостаточной мощности в доме будет холодно, а при избыточной – расход лишнего тепла, что иррационально. Чтобы максимально точно определить приемлемую величину мощности котла, нужно учесть:

  • площадь помещения, что отапливается (S);
  • удельную мощность котла на 10 м 3 помещения (Wуд ).

Последний параметр варьируется, в зависимости от климатической зоны, в которой расположено жилье. Обычно мощность котла определяют, так:

Если допустить, что Wуд = 1, то происходит упрощение расчета, которое привело к выводу приблизительного правила: мощности котла в 10 кВт достаточно для обогрева 100 м 2 .

Какой тип отопительной системы предпочесть?

Расчет отопления по площади дома влияет на выбор типа водяного отопления. Для дома, где площадь отапливаемого помещения больше 100 м 2. необходима установка дополнительного оборудования, такого как циркуляционный насос. Принцип его действия заключается в принудительном движении теплоносителя по трубам. Установка циркуляционного насоса производится в обратном направлении от приборов отопления к котлу. Вдобавок, наличие такого насоса будет способствовать продлению времени службы всех отопительных приборов, потому как его использование снижает время контактирования горячего теплоносителя с приборами. Если же площадь меньше, то для такой системы отопления хватит и естественной циркуляции теплоносителя.

Подбор труб длямонтажа трубопровода

Сегодня ассортимент представленных на рынке труб очень велик. В зависимости от материала, можно подобрать:

  • медные трубы;
  • стальные, стальные оцинкованные и нержавеющие трубы;
  • полимерные трубы (полипропиленовые, металлопластиковые, с алюминиевым армированием и полиэтиленовые).

Метраж трубопровода, который необходим для отопительной системы, рассчитывается, исходя из схемы разводки труб. Схемы разводки бывают:

У последней наблюдается большая эффективность. Но к ее недостатку можно отнести большее количество труб в сравнении с разводкой в одну трубу, что приводит к дополнительным расходам.

Расчет радиаторов отопления

Расчеты отоплениявключает в себя не только определение мощности котла, но и расчет приборов отопления – радиаторов, теплых полов и т.п. Сейчас большинство жилых помещений оснащается радиаторами. Основной их задачей является гарантия поддержания комфортных температурных условий в помещении.

Их ассортимент велик:

  • стальные алюминиевые;
  • чугунные;
  • биметаллические.

Выбор материала радиатора определяется такими факторами, как:

Если с видом радиаторов уже определились, то встает другой вопрос – их мощность и количество.

Определение мощности и количества радиатора отопления

В принципе, вид радиатора не так важен. Первостепенным показателем для них является мощность. Она указывается любым производителем такого оборудования. Следует помнить, что многие производители «любят» завышать показатель мощности радиатора.

При расчете мощности радиатора, нужно знать площадь (объем) помещения, которое будет отапливаться. Правила расчета отопления предусматривают важное условие: расчет проводится отдельно для каждого помещения, а не для общей площади жилья. Формула выглядит так:

Здесь Р – мощность радиатора отопления; V – объем (площадь) помещения; 41 – количество тепловой мощности на 1 м3, нужной для обогрева стандартной постройки (показатель применим для территории Украины, Молдавии, Белоруссии, европейской части РФ).

Полученное значение отображает количество тепла, которое нужно отдать радиатору для обогрева данного помещения.

Согласно СниП, на 1 м 2 помещения с высотой потолка равной 2,7 м необходимо 100 Вт. Соответственно, формула выглядит так:

K = S x 100/P. шт.

Здесь K – количество секций; S – площадь помещения; Р – мощность отопительного радиатора.

Подобным образом можно рассчитать как секционные, так и чугунные радиаторы. Для последних – 1 ребро равно 1 секции.

Теплые полы, как и радиаторы, относятся к приборам отопления. Вполне логично, помимо стандартного отопления, смонтировать и такой теплые полы, которые имеют ряд достоинств:

  • низкая температура теплоносителя;
  • экономия теплоэнергии;
  • равномерное, почти идеальное распределение тепла.

Кроме того, теплые полы в жаркий период могут использоваться как охладитель помещения.

Напольное отопление может укладываться несколькими способами – змеевиковым и спиральным. От способа укладки, а также некоторых других факторов будет зависеть расчет напольного отопления.

Из вышеописанного следует, что для создания комфортных условий в доме, а именно для монтажа системы отопления, требуется выполнить ряд расчетов. Многие из них осуществляются посредством просчета формул, учитывая требования СНИПа. Не всегда такие расчеты можно корректно произвести самостоятельно. Сотрудники нашей компании готовы прийти к вам на помощь: выполнить расчеты, подобрать мощность котла, количество радиаторов, то есть сделать проект индивидуального отопления дома или квартиры.

Проектирование и тепловой расчет системы отопления – обязательный этап при обустройстве обогрева дома. Основная задача вычислительных мероприятий – определение оптимальных параметров котла и системы радиаторов.

Согласитесь, на первый взгляд может показаться, что проведение теплотехнического расчета под силу только инженеру. Однако не все так сложно. Зная алгоритм действий, получится самостоятельно выполнить необходимые вычисления.

В статье подробно изложен порядок расчета и приведены все нужные формулы. Для лучшего понимания, мы подготовили пример теплового вычисления для частного дома.

Тепловой расчёт отопления: общий порядок

Классический тепловой расчёт отопительной системы являет собой сводный технический документ, который включает в себя обязательные поэтапные стандартные методы вычислений.

Но перед изучением этих подсчётов основных параметров нужно определиться с понятием самой системы отопления.

Система отопления характеризуется принудительной подачей и непроизвольным отводом тепла в помещении.

Основные задачи расчёта и проектирования системы отопления:

  • наиболее достоверно определить тепловые потери;
  • определить количество и условия использования теплоносителя;
  • максимально точно подобрать элементы генерации, перемещения и отдачи тепла.

При постройке системы отопления необходимо первоначально произвести сбор разнообразных данных о помещении/здании, где будет использоваться система отопления. После выполнить расчёт тепловых параметров системы, проанализировать результаты арифметических операций.

На основании полученных данных подобирают компоненты системы отопления с последующей закупкой, установкой и вводом в эксплуатацию.

Отопление – это многокомпонентная система обеспечения утверждённого температурного режима в помещении/здании. Являет собой обособленную часть комплекса коммуникаций современного жилищного помещения

Примечательно, что указанная методика теплового расчёта позволяет достаточно точно вычислить большое количество величин, которые конкретно описывают будущую систему отопления.

В результате теплового расчёта в наличии будет следующая информация:

  • число тепловых потерь, мощность котла;
  • количество и тип тепловых радиаторов для каждой комнаты отдельно;
  • гидравлические характеристики трубопровода;
  • объём, скорость теплоносителя, мощность теплового насоса.

Тепловой расчёт – это не теоретические наброски, а вполне точные и обоснованные итоги, которые рекомендуется использовать на практике при подборе компонентов системы отопления.

Нормы температурных режимов помещений

Перед проведение любых расчётов параметров системы необходимо, как минимум, знать порядок ожидаемых результатов, а также иметь в наличии стандартизированные характеристики некоторых табличных величин, которые необходимо подставлять в формулы или ориентироваться на них.

Выполнив вычисления параметров с такими константами, можно быть уверенным в достоверности искомого динамического или постоянного параметра системы.

Для помещений разнообразного назначения существуют эталонные стандарты температурных режимов жилых и нежилых помещений. Эти нормы закреплены в так называемых ГОСТах

Для системы отопления одним из таких глобальных параметров является температура помещения, которая должна быть постоянной в независимости от периода года и условий окружающей среды.

Согласно регламенту санитарных нормативов и правил есть различия в температуре относительно летнего и зимнего периода года. За температурный режим помещения в летний сезон отвечает система кондиционирования, принцип ее расчета подробно изложен в этой статье.

А вот комнатная температура воздуха в зимний период обеспечивается системой отопления. Поэтому нам интересны диапазоны температур и их допуски отклонений для зимнего сезона.

В большинстве нормативных документов оговариваются следующие диапазоны температур, которые позволяют человеку комфортно находиться в комнате.

Для нежилых помещений офисного типа площадью до 100 м2:

  • 22-24°С – оптимальная температура воздуха;
  • 1°С – допустимое колебание.

Для помещений офисного типа площадью более 100 м2 температура составляет 21-23°С. Для нежилых помещений промышленного типа диапазоны температур сильно отличаются в зависимости от предназначения помещения и установленных норм охраны труда.

Комфортная температура помещения у каждого человека “своя”. Кто-то любит чтобы было очень тепло в комнате, кому-то комфортно когда в комнате прохладно – это всё достаточно индивидуально

Что же касаемо жилых помещений: квартир, частных домов, усадеб и т. д. существуют определённые диапазоны температуры, которые могут корректироваться в зависимости от пожеланий жильцов.

И всё же для конкретных помещений квартиры и дома имеем:

  • 20-22°С – жилая, в том числе детская, комната, допуск ±2°С –
  • 19-21°С – кухня, туалет, допуск ±2°С;
  • 24-26°С – ванная, душевая, бассейн, допуск ±1°С;
  • 16-18°С – коридоры, прихожие, лестничные клетки, кладовые, допуск +3°С

Важно отметить, что есть ещё несколько основных параметров, которые влияют на температуру в помещении и на которые нужно ориентироваться при расчёте системы отопления: влажность (40-60%), концентрация кислорода и углекислого газа в воздухе (250:1), скорость перемещения воздушных масс (0.13-0.25 м/с) и т. п.

Расчёт теплопотерь в доме

Согласно второму началу термодинамики (школьная физика) не существует самопроизвольной передачи энергии от менее нагретых к более нагретым мини- или макрообъектам. Частным случаем этого закона является “стремление” создания температурного равновесия между двумя термодинамическими системами.

Например, первая система – окружающая среда с температурой -20°С, вторая система – здание с внутренней температурой +20°С. Согласно приведённого закона эти две системы будут стремиться уравновеситься посредством обмена энергии. Это будет происходить с помощью тепловых потерь от второй системы и охлаждения в первой.

Однозначно можно сказать, что температура окружающей среды зависит от широты на которой расположен частный дом. А разница температур влияет на количество утечек тепла от здания (+)

Под теплопотерями подразумевают непроизвольный выход тепла (энергии) от некоторого объекта (дома, квартиры). Для обычной квартиры этот процесс не так “заметен” в сравнении с частным домом, поскольку квартира находиться внутри здания и “соседствует” с другими квартирами.

В частном доме через внешние стены, пол, крышу, окна и двери в той или иной степени “уходит” тепло.

Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.

Итак, объём утечек тепла от здания вычисляется по следующей формуле:

Q=Qпол+Qстена+Qокно+Qкрыша+Qдверь+…+Qi, где

Qi – объём теплопотерь от однородного вида оболочки здания.

Каждая составляющая формулы рассчитывается по формуле:

Q=S*∆T/R, где

  • Q – тепловые утечки, В;
  • S – площадь конкретного типа конструкции, кв. м;
  • ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения, °C;
  • R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции, м2*°C/Вт.

Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц.

Кроме того, тепловое сопротивление можно получить с помощью следующего соотношения:

R=d/k, где

  • R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт;
  • k – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К);
  • d – толщина этого материала, м.

В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Проведение мероприятий по утеплению потолка или теплоизоляции мансардной крыши решают эту проблему.

Если утеплить чердачное пространство и крышу, то общие потери тепла от дома можно значительно уменьшить

В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.

Определение мощности котла

Для поддержки разницы температур между окружающей средой и температурой внутри дома необходима автономная система отопления, которая поддерживает нужную температуру в каждой комнате частного дома.

Базисом системы отопления выступают разные виды котлов: жидко- или твердотопливные, электрические или газовые.

Котел – это центральный узел системы отопления, который генерирует тепло. Основной характеристикой котла есть его мощность, а именно скорость преобразования количество теплоты за единицу времени.

Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла.

Для обычной многокомнатной квартиры мощность котла вычисляется через площадь и удельную мощность:

Ркотла=(Sпомещения*Рудельная)/10, где

  • Sпомещения– общая площадь отапливаемого помещения;
  • Руделльная– удельная мощность относительно климатических условий.

Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.

Существует иное соотношение, которое учитывает этот параметр:

Ркотла=(Qпотерь*S)/100, где

  • Ркотла– мощность котла;
  • Qпотерь– потери тепла;
  • S – отапливаемая площадь.

Расчетную мощность котла необходимо увеличить. Запас необходим, если планируется использование котла для подогрева воды для ванной комнаты и кухни.

В большинстве систем отопления частных домов рекомендуется обязательно использовать расширительный резервуар, в котором будет храниться запас теплоносителя. Каждый частный дом нуждается в горячем водоснабжении

Дабы предусмотреть запас мощности котла в последнюю формулу надо добавить коэффициент запаса К:

Ркотла=(Qпотерь*S*К)/100, где

К – будет равен 1.25, то есть расчётная мощность котла будет увеличена на 25%.

Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.

Особенности подбора радиаторов

Стандартными компонентами обеспечения тепла в помещении являются радиаторы, панели, системы “тёплый” пол, конвекторы и т. д. Самыми распространёнными деталями отопительной системы есть радиаторы.

Тепловой радиатор – это специальная полая конструкция модульного типа из сплава с высокой теплоотдачей. Он изготавливается из стали, алюминия, чугуна, керамика и других сплавов. Принцип действия радиатора отопления сводится к излучению энергии от теплоносителя в пространство помещения через “лепестки”.

Алюминиевый и биметаллический радиатор отопления пришёл на смену массивным чугунным батареям. Простота производства, высокая теплоотдача, удачная конструкция и дизайн сделали это изделие популярным и распространённым инструментом излучения тепла в помещении

Существует несколько методик расчёта радиаторов отопления в комнате. Нижеприведённый перечень способов отсортирован в порядке увеличения точности вычислений.

Варианты вычислений:

  1. По площади. N=(S*100)/C, где N – количество секций, S – площадь помещения (м2), C – теплоотдача одной секции радиатора (Вт, берётся из тех паспорта или сертификата на изделие), 100 Вт – количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м2 (эмпирическая величина). Возникает вопрос: а каким образом учесть высоту потолка комнаты?
  2. По объёму.

    Гидравлический расчёт водоснабжения

    Безусловно, “картина” расчета тепла на отопление не может быть полноценной без вычисления таких характеристик, как объём и скорость теплоносителя. В большинстве случаев теплоносителем выступает обычная вода в жидком или газообразном агрегатном состоянии.

    Реальный объём теплоносителя рекомендуется рассчитывать через суммирование всех полостей в системе отопления. При использовании одноконтурного котла – это оптимальный вариант. При применении двухконтурных котлов в системе отопления необходимо учитывать расходы горячей воды для гигиенических и иных бытовых целей

    Расчет объема воды, подогреваемой двухконтурным котлом для обеспечения жильцов горячей водой и нагрева теплоносителя, производится путем суммирования внутреннего объема отопительного контура и реальных потребностей пользователей в нагретой воде.

    Объём горячей воды в отопительной системе рассчитывается по формуле:

    W=k*P, где

    • W – объём носителя тепла;
    • P – мощность котла отопления;
    • k – коэффициент мощности (количество литров на единицу мощности, равен 13.5, диапазон – 10-15 л).

    В итоге конечная формула выглядит так:

    W = 13.5*P

    Скорость теплоносителя – заключительная динамическая оценка системы отопления, которая характеризует скорость циркуляции жидкости в системе.

    Эта величина помогает оценить тип и диаметр трубопровода:

    V=(0.86*P*μ)/∆T, где

    • P – мощность котла;
    • μ – КПД котла;
    • ∆T – разница температур между подаваемой водой и водой обратном контуре.

    Используя вышеизложенные способы гидравлического расчёта, удастся получить реальные параметры, которые являются “фундаментом” будущей системы отопления.

    Пример теплового расчёта

    В качестве примера теплового расчёта в наличии есть обычный 1-этажный дом с четырьмя жилыми комнатами, кухня, санузел, “зимний сад” и подсобные помещения.

    Фундамент из монолитной железобетонной плиты (20 см), наружные стены – бетон (25 см) со штукатуркой, крыша – перекрытия из деревянных балок, кровля – металлочерепица и минеральная вата (10 см)

    Обозначим исходные параметры дома, необходимые для проведения расчетов.

    Габариты здания:

    • высота этажа – 3 м;
    • малое окно фасадной и тыльной части здания 1470*1420 мм;
    • большое окно фасада 2080*1420 мм;
    • входные двери 2000*900 мм;
    • двери тыльной части (выход на террасу) 2000*1400 (700 + 700) мм.

    Общая ширина постройки 9.5 м2, длинна 16 м2. Отапливаться будут только жилые комнаты (4 шт.), санузел и кухня.

    Для точного расчёта теплопотерь на стенах из площади внешних стен нужно вычесть площадь всех окон и дверей – это совсем другой тип материала со своим тепловым сопротивлением

    Начинаем с расчёта площадей однородных материалов:

    • площадь пола – 152 м2;
    • площадь крыши – 180 м2 , учитывая высоту чердака 1.3 м и ширину прогона – 4 м;
    • площадь окон – 3*1.47*1.42+2.08*1.42=9.22 м2;
    • площадь дверей – 2*0.9+2*2*1.4=7.4 м2.

    Площадь наружных стен будет равна 51*3-9.22-7.4=136.38 м2.

    Переходим к расчёту теплопотерь на каждом материале:

    • Qпол=S*∆T*k/d=152*20*0.2/1.7=357.65 Вт;
    • Qкрыша=180*40*0.1/0.05=14400 Вт;
    • Qокно=9.22*40*0.36/0.5=265.54 Вт;
    • Qдвери=7.4*40*0.15/0.75=59.2 Вт;

    А также Qстена эквивалентно 136.38*40*0.25/0.3=4546. Сумма всех теплопотерь будет составлять 19628.4 Вт.

    В итоге подсчитаем мощность котла: Ркотла=Qпотерь*Sотаплив_комнат*К/100=19628.4*(10.4+10.4+13.5+27.9+14.1+7.4)*1.25/100=19628.4*83.7*1.25/100=20536.2=21 кВт.

    Расчёт количества секций радиаторов произведём для одной из комнат. Для всех остальных вычисления аналогичны. Например, угловая комната (слева, нижний угол схемы) площадь 10.4 м2.

    Значит, N=(100*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C=(100*10.4*1.0*1.0*0.9*1.3*1.2*1.0*1.05)/180=8.5176=9.

    Для этой комнаты необходимо 9 секций радиатора отопления с теплоотдачей 180 Вт.

    Переходим к расчёту количества теплоносителя в системе – W=13.5*P=13.5*21=283.5 л. Значит, скорость теплоносителя будет составлять: V=(0.86*P*μ)/∆T=(0.86*21000*0.9)/20=812.7 л.

    В результате полный оборот всего объёма теплоносителя в системе будет эквивалентен 2.87 раза в один час.

    Подборка статей по тепловому расчету поможет определиться с точными параметрами элементов отопительной системы:

    1. Расчет системы отопления частного дома: правила и примеры расчёта
    2. Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений + практические примеры

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *